[發明專利]一種基于光纖光柵傳感的充填體橫向變形在線監測系統

有效

• 申請號: 201911407565.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111006607B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 江寧;馮帆;潘海洋;尹大偉;馬俊彪;馬波;汪鋒;劉奇;趙金海;李楊楊;張士川;蔣邦友
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 張紅鳳

1.一種基于光纖光柵傳感的充填體橫向變形在線監測系統，其包括基于光纖光柵傳感的雙向位移測量裝置、耦合器、光纖、礦用光纜、光纖光柵解調儀及計算機系統，所述的基于光纖光柵傳感的雙向位移測量裝置通過所述的耦合器依次與光纖、礦用光纜連接，所述的礦用光纜與所述的光纖光柵解調儀相連，所述的光纖光柵解調儀將解調后的信號傳輸至所述的計算機系統，其特征在于：

所述的基于光纖光柵傳感的雙向位移測量裝置埋設于充填體內，其用于對所述充填體的左右兩側及總橫向變形進行測量；

所述的基于光纖光柵傳感的雙向位移測量裝置包括測量主體、鋼管、延長線和固定在所述測量主體內的兩個光纖光柵位移傳感器，所述的測量主體包括一殼體及與所述殼體相適配的上蓋，所述的殼體為中空長方體結構，在所述的殼體的左、右兩側分別設置一個出口，兩個光纖光柵位移傳感器的活動拉桿分別穿過左、右兩側的出口，位于左側的光線光柵位移傳感器的活動拉桿朝向殼體左側的出口，位于右側的光線光柵位移傳感器的活動拉桿朝向殼體右側的出口，并且活動拉桿的軸線與所對應出口的軸線重疊；所述的殼體的后側開設有兩個光纖引出孔，兩個光纖光柵位移傳感器的光纖連接頭分別由對應的光纖引出孔引出；

兩個光纖光柵位移傳感器的光纖連接頭與殼體之間均安裝有用于防止充填漿液或水進入殼體內部的密封塞一；

所述的左、右兩側的出口在位于殼體外側的部分設置有外螺紋，所述的鋼管設置有若干段，與所述殼體相鄰的鋼管恰好旋轉連接在所述的外螺紋上，其余鋼管之間通過螺紋依次連接，所述的光纖光柵位移傳感器的部分活動拉桿位于所述的鋼管內，在所述的鋼管內設置所述的延長線，所述的延長線與所述的光纖光柵位移傳感器的活動拉桿連接；

用于對所述的延長線進行固定的固定盤，其包括檔盤、密封塞二和緊固環，所述的檔盤為中間有通透孔的圓盤/十字盤，所述檔盤與所述的密封塞二固定連接，所述的延長線穿過所述密封塞二和通透孔后，通過所述的緊固環與所述的檔盤連接。

2.根據權利要求1所述的一種基于光纖光柵傳感的充填體橫向變形在線監測系統，其特征在于：所述的殼體的上方開口處設置有用于與所述上蓋緊密連接的密封圈，所述的光纖光柵位移傳感器通過螺絲固定在所述的殼體內，所述的殼體與上蓋之間通過螺栓連接。

3.根據權利要求1所述的一種基于光纖光柵傳感的充填體橫向變形在線監測系統，其特征在于：在所述的延長線的外表面涂有用于減小其運動過程中阻力的潤滑油。

4.根據權利要求1所述的一種基于光纖光柵傳感的充填體橫向變形在線監測系統，其特征在于：所述的雙向位移測量裝置的數量根據測量目的確定，其數量≥1；所述的延長線的長度與鋼管的數量也根據測量目的確定。

5.根據權利要求1所述的一種基于光纖光柵傳感的充填體橫向變形在線監測系統，其特征在于：所述的延長線為剛性構件。

6.根據權利要求1所述的一種基于光纖光柵傳感的充填體橫向變形在線監測系統，其特征在于：所述的基于光纖光柵傳感的雙向位移測量裝置、延長線、固定盤、耦合器、光纖及礦用光纜位于井下，所述的光纖光柵解調儀和計算機系統位于井上。

7.一種基于光纖光柵傳感的充填體橫向變形在線監測方法，其特征在于，其采用權利要求1～6任一項所述的基于光纖光柵傳感的充填體橫向變形在線監測系統，所述的監測方法依次包括以下步驟：

S1、根據具體的測量目的，截取適當長度的延長線，并選取一定數量的鋼管，將殼體與鋼管、延長線和固定盤進行連接，并將連接好的基于光纖光柵傳感的雙向位移測量裝置安裝到合適位置；

S2、將各布置好的所述基于光纖光柵傳感的雙向位移測量裝置的光纖連接頭通過所述耦合器與所述光纖連接，將所述光纖通過所述耦合器與所述礦用光纜連接，所述礦用光纜與所述光纖光柵解調儀連接，將所述光纖光柵解調儀與所述計算機系統連接；

S3、對采空區進行充填，通過計算機系統對充填體左右兩側及總橫向變形進行實時、在線遠程監測。